基本放大电路知识讲座

第2章基本放大电路1

放大的概念在电子技术中，利用晶体三极管组成放大电路，其目的是将微弱的电信号进行放大，推动负载正常工作。例如，扩音机电路的示意图如下：微弱放大器话筒声音信号电信号主要讨论常用的基本放大电路的结构、工作原理、分析方法及其应用。2.1共射极放大电路22.1.1共射极放大电路的组成与工作原理组成放大电路的基本条件是能放大2不失真iDBECPNN二极管的正向特性死区如果输入信号小于死区电压时，二极管不通，这样，被放大的信号就失真了。3基本放大条件：能放大、不失真iDBEC死区输入信号小于死区电压时，发射结（二极管）不通，放大信号失真了。如何解决这个问题？4iDBEC死区输入信号小于死区电压时，发射结（二极管）不通，放大信号失真了。1将信号减小？不行！2让三极管先导通，将小信号再叠加上?行！三极管工作在线性区5iD死区基本放大条件：能放大、不失真两个电源能否串连？如何将电流信号转换为电压信号？6基本放大条件：能放大、不失真如何将电流信号转换为电压信号？串电阻？7基本放大条件：能放大、不失真输出电压波形失真了解决？解决？8基本放大条件：能放大、不失真解决？解决？加隔直电容？29基本交流电压放大电路22C210各元件件的作作用1.晶晶体体管T是放大大元件件，iC=iB；也是是控制制元件件，控控制EC所提供供的能能量。。RBECEBRCC1C2Tuiuo11RBECEBRCC1C2Tuiuo2.直流电源EC集电极极电源源，为为电路路提供供能量量。并并保证证集电电结反反偏。。（几伏伏～十十几伏伏）12RBECEBRCC1C2Tuiuo3集集电极极电阻阻RC将变化化的电电流转转变为为变化化的电电压。。(几几千欧欧～十十几千千欧。。134.基基极电电源EB和基极极电阻阻RBRBECEBRCC1C2Tuiuo使发射射结正正偏，，并提提供适适当的的静态态工作作点。。EB一般为为几伏伏,RB一般为几十十千欧欧以上上。145耦耦合电电容RBECEBRCC1C2Tuiuo隔直流流，通通交流流。一一般为为几微微法到到几十十微法法。15改进电电路RBECEBRCC1C2Tuiuo可以省省去RB16电源的的简化化法RBECEBRCC1C2TuiuoRB忽略电电源内内阻，172.1.3放放大大电路路的静静态分分析放大电电路分分析静态分分析动态分分析估算法法图解法法微变等等效电电路法法图解法法计算机机仿真真18静态:不加加输入入信号号(放大信信号)分析的的问题题:合合理确确定静静态值值(静态工工作点点)分析的的方法法:估估算法法和图图解法法静态值:。一、估算法法RB+UCCRCC1C2开路开路RB+UCCRC直流通通道19（1））根据直直流通通道估估算IBRB+UCCRCIBUBERB称为偏置电电阻，IB称为偏置电流流。静态分析析1、估算算法：20（2）根据直流流通道估估算UCE、ICRB+UCCRCICUCE212、图解解法：先估算IB，然后在在输出特特性曲线线上作出出直流负负载线，，与IB对应的输输出特性性曲线与与直流负负载线的的交点就就是Q点点。ICUCEQUCC22例：用估估算法计计算静态态工作点点。解：请注意电电路中IB和IC的数量级级已知：UCC=12V，RC=4K，RB=300K，=37.5。23例：用图图解法求求静态工工作点。。作直流负负载线，，得静态态工作点点Q。242.1.4放放大电路路的动态态分析一、微变等效效电路法法1.三三极管的的微变等效效电路首先考察察输入回回路iBuBE当信号很很小时，，将输入入特性在在小范围围内近似似线性。uBEiB对输入的的小交流流信号而而言，三三极管相相当于电电阻rbe。25对于小功功率三极极管：rbe的数量级级从几百百欧到几几千欧。。26考察输出出回路iCuCE所以：输出端相相当于一一个受ib控制的电电流源。。近似平行输出端还还要并联联一个大大电阻rce。27iCuCEiCuCErce的含义rce的阻值很很大28ubeibuceicuberbeibib

rceuceicrce很大，一一般忽略略。三极管的的微变等效效电路29等效弄清楚等等效的概概念：1、对谁谁等效。。2、怎怎么等效效。ebcbec302、放大大电路的的微变等等效电路路(1)放放大大电路的的交流通路路交流通路路:只考虑交交流信号号的分电电路画交流通通路的原原则:电容短路路,直流流电源短短路。短路短路置零31短路短路RBRCRLuiuo交流通路路32将交流通通路中的的三极管管用微变变等效电电路代替替ibiiRBRCRLuiuouoicRCuiRBRLibrbe放大电路的微变等效电路333、电压压放大倍倍数的计计算：负载电阻阻越小，，放大倍倍数越小小。rbeRCRB+-SRRL344、输入电阻阻的计算算：输入电阻阻是动态态电阻。。（1）输入电阻阻的概念念等效对于信号源来说，放大电路是电源的负载，这个负载的大小就可以用一个等效电阻来表示,这个等效电阻就叫放大电路的输入电阻。35（2）输入电阻阻的计算算rbeRCRB+-SRRL//大好，还是小好？思考：365、输出电阻阻的计算算：输出电阻阻是动态态电阻。。（1）输出电阻阻的概念念等效放大电路对于负载来说，是负载的电压源，电压源的内阻,就叫放大电路的输出电阻。+-Ser037rbeRCRB+-SRRL（2）输出电阻阻的计算算12实验（或计算）法382实验（或计算）法+-r0+-r0负载开路路接负载两式联立立，得思考：大好，还还是小好好？391交流负载线线RBRCRLuiuoicuce其中：二、图解法40iC和uCE是全量，与与交流量ic和uce有如下关系系所以：这就是说，，交流信号号的变化沿沿着斜率为为：的直线。这条直线通通过Q点，称为交流负载线线。41交流负载线线的作法ICUCEECQIB过Q点作一条直线,斜率为:交流负载线线422图解分分析（1）交流信号得得传输情况况：IBUBEQICUCEuiibibicu0怎么变化？43ICUCEicu0沿交流负载载线变化？u0与ui反相！u0相位如何u044(2)各点波形RB+ECRCC1C2uiiBiCuCuo453失真真分析：为了得到尽尽量大的输输出信号，，要把Q设置在交流流负载线的的中间部分分。如果Q设置不合适适，信号进进入截止区区或饱和区区，造成非线性失真真。46iCuCEuo可输出的最最大不失真真信号合适的静态态工作点ib47iCuCEuoQ点过低，信信号进入截截止区称为截止失失真信号波形48iCuCEuoQ点过高，信信号进入饱饱和区称为饱和失失真信号波形492.1.5静态态工作点的的稳定为了保证放放大电路的的稳定工作作，必须有有合适的、、稳定的静静态工作点点。但是，，温度的变变化严重影影响静态工工作点。对于前面的的电路（固固定偏置电电路）而言言，静态工工作点由UBE、和ICEO决定，这三三个参数随随温度而变变化，温度度对静态工工作点的影影响主要体体现在这一一方面。TUBEICEOQ50温度对UBE的影响iBuBE25ºC50ºCTUBEIBIC51温度对值及ICEO的影响T、ICEOICiCuCEQQ´总的效果是：：温度上升时，输出特性曲线上移，造成Q点上移。52总之：TIC固定偏置电路路的Q点是不稳定的的。为此，需需要改进偏置置电路，当温温度升高、IC增加时，能够够自动减少IB，从而抑制Q点的变化。保保持Q点基本稳定。。常采用分压式式偏置电路来来稳定静态工工作点。电路路见下页。53RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuo偏置电路I1I2IB54RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IB可以认为与温温度无关。似乎I2越大越好，但但是RB1、RB2太小，将增加加损耗，降低低输入电阻。。因此一般取取几十K。55RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBTUBEIBICUEIC本电路稳压的的过程实际是是由于加了RE形成了负反馈过程56RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBCE将RE短路，RE对交流不起作用，放大倍数不受影响。如果去掉CE，放大倍数怎样？57rbeRCRLRE去掉CE后的微变等效效电路将RE折算到基极58去掉CE后的微变等效效电路rbeRCRLRE592.2共共集电极（（射极输出器器）放大电路路RB+UCCRCC1C2RERLuiuo60静态分析：RB+UCCREIBIE折算61动态分析：1、电压放大大倍数rbeRERL621、所以但是，输出电电流Ie增加了。2、输入输出同相相，输出电压压跟随输入电电压，故称电压跟随器。讨论632、输入电阻阻输入电阻高，，对前级有利利。rbeRERL643、输出电阻阻用加压求流法法求输出电阻阻。rbeRERsro置065rbeRERs66rbeRERs67一般所以射极输出器的的输出电阻很很小，带负载载能力强。68讨论1、将射极输输出器放在电电路的首级，，可以提高输输入电阻。2、将射极输输出器放在电电路的末级，，可以降低输输出电阻，提提高带负载能能。3、将射极输输出器放在电电路的两级之之间，可以起起到电路的匹配作用。692.4多多级阻阻容耦合放放大电路70第一级第二级第n-1级第n级输入输出功放级耦合耦合方式：：直接耦合；；阻容耦合合；变压器耦耦合。71设:1=2=50,rbe1=2.9K,rbe2=1.7K典型电路+UCCRS1M(+24V)R120KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8KUo10KC1RC2T1RE1CET2US前级后级72对耦合电路路要求：要求动态:传送信号减少压降损损失耦合电路：：静态：保证各级Q点设置波形不失真真73阻容耦合电电路的频率率特性fA耦合电容造造成三极管结电电容造成74关键:考虑级间影响1.静态:Q点同单级级2.动态性能:方法:ri2=RL1ri2Uo1Ui2性能分析+UCCRS1M(+24V)R120KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8KUo10KC1RC2T1RE1CET2US75考虑级间影响2ri,

ro:概念同单级1rirori2Uo1Ui2+UCCRS1M(+24V)R120KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8KUo10KC1RC2T1RE1CET2US76解:1.微变等效电电路:RE1R2R3RC2RLRSR1ri2Uo1Ui2+UCCRS1M(+24V)R120KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8KUo10KC1RC2T1RE1CET2US772.动态参参数：1ri=R1//[rbe1+（+1)RL1]其中RL1=RE1//ri2=RE1//R2//R3//rbe2=RE1//RL1=RE1//ri2=27//1.71.7Kri=1000K//(2.9+51×1.7)K82K2ro=RC2=10KRE1R2R3RC2RLRSR1783中频电压放放大倍数:其中：RE1R2R3RC2RLRSR179RE1R2R3RC2RLRSR1802.6差动放大电路路81直接耦合电路路的特殊问题题特殊问题:R2、RE2:为设置合合适的Q点而而增加。1.前后级Q点相互影响:+UCCuoRC2